水稻秸稈全量還田與減量施肥對灌漿速率及產量的影響

徐偉豪 白學峰 王亮 柳洪良 樸雪梅 樸成日 楊林先 韓云哲

摘要 研究水稻秸稈全量還田條件下不同減量施肥處理對灌漿速率及產量的影響，為秸稈還田下水稻減量合理施肥提供科學依據。試驗設1個常規栽培（CK），4個減肥處理，分別為減N、減P、減K、減NPK，水稻抽穗開始測定灌漿速率，收獲后進行考種。結果表明，水稻秸稈還田條件下減N、減P、減K、減NPK處理上、中、下部穗灌漿速率呈前期漸增長，中期快速增長，后期緩增長趨勢;最大灌漿速率為上部籽粒≥中部籽粒≥下部籽粒，減P≥減N≥減NPK≥減K≥常規施肥;減P、減K與CK產量無顯著差異，每穴穗數和實粒數也無顯著差異。

關鍵詞 水稻;秸稈全量還田;減量施肥;灌漿速率;產量

中圖分類號 S 141.4? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）03-0168-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.03.045

Effects of Total Straw Returning and Reduced Fertilization on Grain Filling Rate and Yield of Rice

XU Wei-hao，BAI? Xue-feng，WANG? Liang et al

（Yanbian Korean Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences，Longjing，Jilin? 133400）

Abstract In order to provide scientific basis for rational fertilization reduction of rice under straw returning，the effects of different fertilizer reduction treatments on grain filling rate and yield were studied.In the experiment，a conventional cultivation （CK） was set up，and four fertilizer reducing treatments were set up，namely，reducing N，reducing P，reducing K and reducing NPK.The filling rate of rice was measured at the beginning of heading，and the seeds were tested after harvest.The results showed that the grain filling rate of upper，middle and lower panicles increased gradually in the early stage，rapidly in the middle stage and slowly in the late stage under the treatments of reducing N，P，K and NPK;the maximum grain filling rate was upper grain≥middle grain≥lower grain，reducing P≥reducing N≥reducing NPK≥reducing K≥ conventional fertilization;there was no significant difference in yield，panicle number per hole and filled grain number between reduced P，K and CK.

Key words Rice;Straw full amount returning to the field;Reduced fertilization;Filling rate;Yield

基金項目

延邊州科技發展計劃項目“水稻秸稈機械化全量還田配套栽培技術推廣”（2018NS13）;水稻產業重大技術協同推廣試點項目。

作者簡介 徐偉豪（1988—），男，吉林龍井人，助理研究員，碩士，從事水稻育種與栽培研究。通信作者，副研究員，博士，從事水稻栽培與育種研究。

收稿日期 2021-05-12

秸稈是一種重要的可再生有機資源，含有氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫等多種水稻生長所需的營養元素。1 hm2還田秸稈7 500 kg，相當于施用硫銨175.50 kg、過磷酸鈣93.00 kg、硫酸鉀71.25 kg，一年后土壤有機質含量相對提高0.05%～0.23%，所以水稻秸稈還田有利于土壤培肥，連續幾年還田后可以減量施肥，對生態農業和循環農業的發展具有十分重要的意義[1]。龍勝碧等[2]在研究水稻秸稈還田化肥（三元素復合肥）減量中發現，化肥減量0～10%處理水稻生長性狀指標增加，產量增加72～696 kg/hm2，增幅為2.2%～7.3%，增產效果達顯著水平。戚文輝等[3]在水稻秸稈還田減量施鉀試驗中指出，減鉀10%以內，增產效果明顯;減鉀超過20%，減產效果明顯;水稻秸稈還田對水稻生長性狀和產量構成因素有增加效果。曾研華等[4]研究表明，水稻秸稈還田條件下減施磷肥能提高作物產量，同時還可以調節磷的積累和運轉，提高磷素的吸收利用效率。

灌漿期是水稻生長的一個重要時期，主要是淀粉的合成和積累過程，影響水稻的結實率、粒重、產量和穗粒數。灌漿期不僅受外界環境因素的影響，還受栽培條件的影響。徐國偉等[5]研究表明，秸稈還田結合實地氮肥管理增大了籽粒最大灌漿速率與平均灌漿速率，縮短了活躍灌漿期，增加了粒重。董明輝等[6]在秸稈還田對強弱勢粒的粒重和灌漿特性研究中表明，不同部位籽粒灌漿速率強勢粒均高于弱勢粒，達到最大灌漿速率的時間強勢粒小于弱勢粒，但秸稈還田處理弱勢粒灌漿速率幅度明顯大于強勢粒。但有關水稻秸稈全量還田與減量施肥對灌漿速率的影響尚未見報道。筆者以秸稈全量還田條件下減量施肥氮、磷、鉀為處理，研究不同處理間灌漿速率及產量，為秸稈全量還田條件下合理施用肥料提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在吉林省琿春市哈達門鄉新華村（130°46′E，42°89′N）進行，試驗區無霜期162 d，5—9月積溫為2 688.9? ℃、日照時數為956 h、降水量為512.7 mm。試驗地土壤類型為沖積土，連續秸稈還田2年，0～20 cm耕層有機質含量46.7 g/kg、堿解氮172 mg/kg、有效磷89 mg/kg、速效鉀238 mg/kg、pH 5.3。

1.2 試驗設計

試驗在秸稈全量還田條件下進行，共設置5個大區處理，見表1。氮肥按基肥40%、分蘗肥40%、穗肥20%，磷肥一次性基施，鉀肥按基肥60%、穗肥40%施用。供試氮肥為尿素（N 46%），磷肥為磷酸二銨（P2O5 46%，N 18%），鉀肥為氯化鉀（K2O 60%）。供試水稻品種為吉宏6，2014年通過吉林省品種審定委員會審定的中晚熟偏早品種，生育期138 d，需≥10 ℃積溫2 800 ℃左右，區試產量8 333.4 kg/hm2。4月10日播種，5月25日機械插秧，5～7棵/穴，大田插秧密度為30 cm×15 cm，9月30日取樣考種。

秸稈用量：秸稈用量7 500 kg/hm2，折合純N 36? kg/hm2，P2O5 13? kg/hm2，K2O 43? kg/hm2。秸稈還田前留茬高度15 cm、切斷長度小于15 cm，翻地20～25 cm，泡田5 d，整平。

1.3 灌漿速率測定

于齊穗期選擇基本一致的主莖穗400個掛簽。開花至成熟期每隔5 d取標記的主莖穗40個，105 ℃殺青30 min后，70 ℃烘干至恒質量。取稻穗上中下籽粒，稱千粒重，計算灌漿速率。

灌漿速率=（Tn-T0）/（n-0）

式中，0代表齊穗日期;n代表齊穗后日期;T代表千粒重（g）。

1.4 測產與考種 采用對角線取樣法取5個點進行收獲、測產，同時選取10穴考種分析。

2 結果與分析

2.1 不同減肥處理對灌漿速率的影響

從圖1A可以看出，常規施肥（CK）條件下灌漿速率是上部籽粒灌漿起步快，出穗后15 d達到高峰，高峰值后緩慢下降，中部籽粒灌漿起步比上部慢，出穗后21 d達到高峰，高峰值緩慢下降，下部籽粒灌漿起步緩慢，出穗后30 d達到高峰，高峰后急速下降，上、中、下部籽粒出穗40 d灌漿速率均達到最低。圖1B和圖1C表明，上、中、下部籽粒灌漿起步慢，出穗21 d都達到高峰，高峰值后急速下降，出穗24 d后平穩下降，出穗40 d灌漿速率均達到最低。圖1D是減K施肥處理，上、中、下部籽粒灌漿起步緩慢，出穗25 d達到高峰，高峰值后上部籽粒灌漿速率急速下降，中、下部籽粒緩慢下降，出穗40 d灌漿速率均達到最低。圖1E是減NPK施肥處理，上、中、下部籽粒灌漿起步緩慢，出穗21、25、30 d分別達到高峰，高峰值后均急速下降，出穗40 d灌漿速率均達到最低。

2.2 不同減肥處理對水稻產量的影響

從表2可以看出，水稻秸稈全量還田條件下CK和處理②、③產量之間無差異顯著，與處理①和處理④差異顯著。

從產量構成因素分析，5個處理千粒重無顯著差異;實粒數CK和處理①～③之間無顯著差異;穗數CK和處理①、③之間無顯著差異，處理②和處理④無顯著差異。

3 討論與結論

水稻籽粒增長與灌漿速率有密切關系。水稻籽粒的增長表現為非線性過程，可分為漸增期、快增期和緩增期，研究發現秸稈還田條件下肥料處理對水稻籽粒灌漿速率和灌漿期有明顯的影響[6-10]。該研究結果表明，減N、減P、減K、減NPK處理上、中、下部穗灌漿速率呈前期漸增長，中期快速增長，后期緩增長趨勢。但常規施肥處理上、中部籽粒前期快速增長，中期穩定增長，后期急速下降，下部籽粒前期漸增長，中后期快增長后急速下降，與減肥處理表現不同的灌漿速率和灌漿期。

水稻籽粒充實度與其穗上著生的部位有關。一般而言穗中上部早開花的強勢粒，灌漿快、充實度好、粒重高;著生在穗下部遲開花的弱勢粒，灌漿慢、充實度差 、粒重低，其強、弱勢籽粒灌漿速率的差異在不同栽培條件下表現尤其突出[11]。該研究證明秸稈還田條件下減肥處理最大灌漿速率和籽粒著生的部位和栽培條件有關，即上部籽粒≥中部籽粒≥下部籽粒，減P≥減N≥減NPK≥減K≥常規施肥。

水稻秸稈還田條件下優化施肥一定程度的減N、減P、減K和減NPK不會造成水稻顯著減產，其中有效穗數和穗粒數對最終產量起決定性作用[12]。該研究證明秸稈還田條件下減P、減K與CK產量無顯著差異，每穴穗數和實粒數也無顯著差異。

綜上所達，水稻秸稈全量還田條件下可以適當減P或K，但減N或減NPK對產量有一定的影響。

參考文獻

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